問題詳情:
如圖所示裝置,可以進行以下實驗:
A.“研究勻變速直線運動”
B.“驗*牛頓第二定律”
C.“研究合外力做功和物體動能變化關係
(1)在 A、B、C 這三個實驗中,_____需要平衡摩擦阻 力.
(2)已知小車的質量為 M,盤和砝碼的總質量為m,且將 mg 視為細繩對小車的拉力;為此需要滿足 mM. 前述 A、B、C 三個實驗中,_____不需要滿足此要求.
(3)接通打點計時器電源,由靜止釋放小車,打出若干條紙帶,從中挑選一條點跡清晰的紙帶,如圖所 示.紙帶上打出相鄰兩個點之間的時間間隔為T,O 點是打點計時器打出的第一個點,從 O 點到 A、B、C、D、E、F 點的距離依次為 s1、s2、s3、s4、s5、s6.但 OA 之間可能還有一些點沒打上,打 F 點時小車已經 撞上木板末端的擋板,A 到 E 各點正常.由紙帶可以求得小車加速度的表達式為_____.
(4)如果用此裝置做“研究合外力做功和物體動能變化關係這個實驗,由此可求得紙帶上由 O 點到 D 點所對 應的運動過程中,盤和砝碼受到的重力所做功的表達式 W=_____,該小車動能改變量的表達式△Ek=_____.由於實驗中存在系統誤差,所以W_____△Ek.(選填“小於”、“等於”或“大於”).
(5)如果前述紙帶為如圖所示“用打點計時器驗*機械能守恆”實驗中打出的紙帶, 且 OA 之間可能還有沒打出的點,但 A 到 F 各點都正常,有兩位同學提出了處理數據的辦法,其中合理的是:_____
*:如果 BC-AB=CD-BC=DE-CD=EF-DE,則重錘機械能守恆;乙:以各點對應的x為橫座標,以各點速度平方 v2 為縱座標,描點作圖線,若圖線為直線,且斜率為 2g,則重錘機械能守恆.
【回答】
(1)BC (2)A (3) (4)mgs4; ; 大於; (5)乙
【詳解】
(1)在 A、B、C 這三個實驗中,“驗*牛頓第二定律”、“研究合外力做功和物體動能變化關係,都需要平衡摩擦阻力;故選BC.
(2)已知小車的質量為 M,盤和砝碼的總質量為 m,且將 mg 視為細繩對小車的拉力.為此需要滿足 mM. 前述 A、B、C 三個實驗中,實驗A只需要小車做勻加速運動即可,不需要滿足此要求.
(3)由題意可知,求解小車的加速度可用從A到E之間的紙帶來求解,則根據∆x=aT2可得
(4)紙帶上由O點到D點所對應的運動過程中,盤和砝碼受到的重力所做功的表達式:W=mgs4;打D點時的速度:,
則小車動能的改變量:;
由於實驗中存在系統誤差,所以盤和砝碼受到的重力所做功W大於小車動能的增量△Ek.
(5)如果 BC-AB=CD-BC=DE-CD=EF-DE,則重物做勻加速下落,但是不能説明加速度就等於g,則不能説明重錘機械能守恆,故*錯誤;以各點對應的x為橫座標,以各點速度平方v2為縱座標,描點作圖線,若圖線為直線,且斜率為 2g,則滿足v2=2gx,重物下落的加速度為g,則重錘只有重力做功,機械能守恆,則乙做法正確;故選乙;
【點睛】
此題涉及到三個高中物理的重要實驗,基本裝置都相同,只是實驗的原理及目的不同;關鍵是弄清每個實驗的原理及*作的方法、注意事項等問題,做到融會貫通不混淆.
知識點:實驗:探究加速度與力、質量的關係
題型:實驗,探究題